Aparat wyposażony jest w matrycę CMOS o rozdzielczości 24,1 mln pikseli, wydajny procesor obrazu EXPEED 3, precyzyjny 39-polowy system autofocus oraz szeroki wybór programów tematycznych. Ponadto model Nikon D5200 wyróżnia się lekką i ergonomiczną obudową oraz obrotowym ekranem LCD o przekątnej 3 cali, ułatwiającym kreatywne dobieranie ujęć zarówno podczas fotografowania, jak i nagrywania filmów w jakości Full HD.

Dzięki zastosowaniu zaawansowanych rozwiązań, Nikon D5200 oferuje najwyższą jakość obrazu. Aparat został wyposażony w procesor EXPEED 3 oraz matrycę CMOS formatu DX o rozdzielczości 24,1 mln pikseli, pozwalającą wykonywać zdjęcia oraz filmy odznaczające się rewelacyjną reprodukcją szczegółów oraz naturalnym odwzorowaniem kolorów. Wysoka czułość ISO[zasłonięte]100-64 (z możliwością rozszerzenia do 25 600 ISO) zapewnia wyjątkowe zdjęcia w słabo oświetlonym środowisku oraz ostre ujęcia szybko poruszających się obiektów.

Zastosowany w modelu D5200 precyzyjny 39-punktowego system AF z dziewięcioma czujnikami krzyżowymi gwarantuje niezwykle ostre zdjęcia. Czujnik RGB pomiaru światła o rozdzielczości 2016 pikseli zapewnia dokładne dane dla systemu rozpoznawania scenerii, który optymalizuje ustawienia ekspozycji, autofokusa i balansu bieli bezpośrednio przed zwolnieniem migawki.

Ruchomy, 3-calowy wyświetlacz LCD oferuje pełną swobodę i elastyczność podczas fotografowania i nagrywania filmów. Dzięki możliwości obrotu w dwóch płaszczyznach, każdy z łatwością wybierze najlepszy kadr. Czytelny wyświetlacz LCD zapewnia również intuicyjną obsługę aparatu Nikon D5200 oraz umożliwia edycję zdjęć oraz filmów.

Nikon D5200 to doskonałe rozwiązanie dla miłośników filmowania. Wystarczy jeden przycisk, aby błyskawicznie przełączyć się między trybem fotografowania i nagrywania filmów Full HD, zapewniającym płynne rejestrowanie obrazu wideo (do 60i/50i).

Dostępny w trakcie filmowania tryb ciągłego AF (AF-F) gwarantuje wyraźny obraz, nawet w przypadku poruszających się obiektów. Funkcja edycji oraz możliwość wykorzystania wbudowanego mikrofonu stereofonicznego dodatkowo ułatwiają tworzenie sekwencji filmowych.

Nikon D5200 został wyposażony w siedem efektów specjalnych: Kolor selektywny, Efekt miniatury, Rozjaśnienie, Przyciemnienie, Sylwetka, Szkic kolorowy i Noktowizor które można stosować w czasie rzeczywistym zarówno w przypadku zdjęć, jak i filmów. Tryb  podglądu na żywo pozwala na bieżąco weryfikować wygląd prac jeszcze przed naciśnięciem spustu migawki. Tryb HDR (wysoki zakres dynamiki) oraz funkcja D-Lighting umożliwiają wykonanie szczegółowych zdjęć scenerii o wysokim kontraście, zwiększając w ten sposób możliwości twórcze. Ponadto Nikon D5200 oferuje 16 różnych programów tematycznych, które optymalizują ustawienia aparatu, np. czas otwarcia migawki, przysłonę oraz czułość ISO w zależności od fotografowanej sceny.

Dzięki wykorzystaniu opcjonalnego adaptera bezprzewodowego WU-1a, użytkownicy mogą przesyłać zdjęcia bezpośrednio z aparatu na urządzenia mobilne z systemem operacyjnym firmy AppleTM lub AndroidTM i dzielić się nimi ze znajomymi na portalach społecznościowych. Adapter pozwala również na zdalne sterowanie aparatem Nikon D5200 za pomocą smartfonów i tabletów.